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JPS6263453A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPS6263453A
JPS6263453A JP60204004A JP20400485A JPS6263453A JP S6263453 A JPS6263453 A JP S6263453A JP 60204004 A JP60204004 A JP 60204004A JP 20400485 A JP20400485 A JP 20400485A JP S6263453 A JPS6263453 A JP S6263453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
component
epoxy resin
reaction product
addition reaction
resin composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60204004A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fujio Kitamura
北村 富士夫
Tsukasa Yoshida
司 吉田
Yoshinobu Nakamura
吉伸 中村
Shinjiro Uenishi
上西 伸二郎
Haruo Tabata
田畑 晴夫
Kazuo Iko
伊香 和夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nitto Electric Industrial Co Ltd filed Critical Nitto Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP60204004A priority Critical patent/JPS6263453A/en
Publication of JPS6263453A publication Critical patent/JPS6263453A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/29Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the material, e.g. carbon
    • H01L23/293Organic, e.g. plastic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Epoxy Resins (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce stress in a sealing resin without impairing reliability and to cope with the implementation of a large semiconductor device, by using a specified epoxy resin composition, and sealing a semiconductor element. CONSTITUTION:An epoxy resin composition is obtained by using at least one component, which is selected in groups comprising the following components: an epoxy resin (A component); a phenol resin (B component); polydimethylsiloxane oligomer (C component), which has at least one first- or secondary amino group in a molecule; an addition reaction product (D component) of C component and a monoepoxy compound expressed by the Formula 1; and an addition reaction product (E component) of the C component, the monoepoxy compound expressed by the Formula 1 and a bisphenol A type epoxy resin. In the semiconductor device obtained in this way, inner stress in the hardened body of the epoxy resin composition is low. Therefore, the device has very excellent electric characteristics and low stress property.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、信鎖性の優耗た半導体装置に関するもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device with superior reliability.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

トランジスタ、IC,LSI等の半導体素子は、通常セ
ラミックパッケージもしくはプラスチックパッケージ等
により封止され、半導体装置化されている。上記セラミ
ックパッケージは、構成材料そのものが耐熱性を有し、
耐透湿性にも優れているため、温度、湿度に対して強く
、しかも中空パッケージのため機械的強度も高く信頼性
の高い封止が可能である。しかしながら、構成材料が比
較的高価なものであることと、量産性に劣る欠点がある
ため、最近では上記プラスチックパッケージを用いた樹
脂封止が主流になっている。
Semiconductor elements such as transistors, ICs, and LSIs are usually sealed with ceramic packages, plastic packages, or the like to form semiconductor devices. The above-mentioned ceramic package has heat resistance in the constituent material itself,
It also has excellent moisture permeability, so it is resistant to temperature and humidity, and because it is a hollow package, it has high mechanical strength and can be sealed with high reliability. However, since the constituent materials are relatively expensive and the mass productivity is poor, resin sealing using the above-mentioned plastic package has recently become mainstream.

最近では、半導体分野の技術革新によって集積度の向上
とともに素子サイズの大形化、配線の微細化が進み、こ
れに伴って封止材料に対してより以上の信頼性(得られ
る半導体装置の内部応力。
Recently, due to technological innovation in the semiconductor field, the degree of integration has improved, element sizes have become larger, and wiring has become finer. stress.

耐湿信頼性、耐衝撃信頼性、耐熱信顧性等)の向上が要
望されており、特に半導体封止用樹脂に対して、直接モ
ードルしても半導体素子に加わる応力が小さいという特
性が強く要求されている。半導体封止用樹脂としては、
エポキシ樹脂、ノボラック型フェノール樹脂2、無機質
充填剤を主成分とし、さらに硬化促進剤2着色剤、離型
剤を含むエポキシ樹脂組成物が賞用されている。
There is a strong demand for improvements in moisture resistance reliability, shock resistance reliability, heat resistance reliability, etc.), and in particular, there is a strong demand for semiconductor encapsulation resins to have the property that the stress applied to semiconductor elements is small even when directly molded. has been done. As a resin for semiconductor encapsulation,
Epoxy resin compositions containing an epoxy resin, a novolak type phenolic resin 2, an inorganic filler as main components, and further containing a curing accelerator, a coloring agent, and a mold release agent have been widely used.

しかしながら、この種の封止用樹脂で半導体素子をモー
ルドすると、従来殆ど問題にされていなかっり樹脂の応
力により、パッシベーション膜や素子自体にクラックを
生じたり、アルミ配線にずれ等を生じるということがわ
かってきた。これは、素子自体の寸法が大きくなる程顕
著に現れる。
However, when semiconductor elements are molded with this type of encapsulating resin, the stress of the resin can cause cracks in the passivation film or the element itself, or misalignment in the aluminum wiring, which has rarely been a problem. I've come to understand. This becomes more noticeable as the dimensions of the element itself become larger.

したがって、今日では、この対策として、素子に加わる
応力の小さい樹脂(低応力樹脂)の開発が大きな課題と
なっている。この目的達成の方法として、エポキシ樹脂
やフェノール樹脂自体を可撓化したり、可塑剤を添加す
ることが考えられる。
Therefore, as a countermeasure to this problem, the development of a resin that applies less stress to the element (low-stress resin) has become a major issue today. As a method for achieving this objective, it is possible to make the epoxy resin or phenol resin itself flexible or to add a plasticizer.

しかし、このようにすることは、フェノール樹脂を硬化
剤とするエポキシ樹脂組成物では硬化樹脂のガラス転移
点が降下し高温電気特性が低下するため信頼性の点で問
題がある。また、合成ゴム等を添加して素子に加わる応
力を小さくし、低応力化を図ることも考えられるが、合
成ゴムを添加することによって樹脂組成物の半導体素子
およびリードフレームに対する密着性が低下し、耐湿性
が悪くなり信頼性が低下する。
However, in the case of an epoxy resin composition using a phenol resin as a curing agent, the glass transition point of the cured resin is lowered and the high-temperature electrical properties are lowered, so there is a problem in terms of reliability. It is also possible to reduce the stress applied to the element by adding synthetic rubber, etc., but adding synthetic rubber may reduce the adhesion of the resin composition to the semiconductor element and lead frame. , moisture resistance deteriorates and reliability decreases.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記のように、これまでの封止用樹脂は、半導体素子に
対する応力の点でいまひとつ満足しうるちのではなく、
上記技術革新による素子サイズの大形化等に対応できる
ように、より以上の特性向上が強く望まれている。
As mentioned above, conventional encapsulating resins have not been satisfactory in terms of stress on semiconductor elements;
In order to cope with the increase in element size caused by the above-mentioned technological innovations, further improvement in characteristics is strongly desired.

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、信
頼性を損なうことなく封止樹脂を低応力化し、それによ
って半導体装置の大形化に対応しうるようにすることを
その目的とするものである。
This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce the stress of a sealing resin without impairing its reliability, thereby making it possible to cope with the increase in the size of semiconductor devices. It is something.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するため、この発明の半導体装置は、
下記の(A)および(B)成分を含有し、さらに、(C
)、  (D)および(E)成分からなる群から選択さ
れた少なくとも一つの成分を含有しているエポキシ樹脂
組成物を用いて半導体素子を封止するという構成をとる
In order to achieve the above object, the semiconductor device of the present invention includes:
Contains the following components (A) and (B), and further contains (C
), (D), and (E) components.

(A)エポキシ樹脂。(A) Epoxy resin.

(B)フェノール樹脂。(B) Phenol resin.

(C)分子内に少なくとも1個の第一級または第二級ア
ミノ基を有するポリジメチ ルシロキサンオリゴマー。
(C) A polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule.

(D>分子内に少なくとも1個の第一級または第二級ア
ミノ基を有するポリジメチ ルシロキサンオリゴマーと、下記の一 般式(1)で表されるモノエポキシ化 合物との付加反応生成物。
(D> Addition reaction product of a polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule and a monoepoxy compound represented by the following general formula (1).

(E)分子内に少なくとも1個の第一級または第二級ア
ミノ、基を有するポリジメチルシロキサンオリゴマーと
、上記の一 般式(1)で表されるモノエポキシ化 合物と、ビスフェノールA型エポキシ 樹脂との付加反応生成物。
(E) A polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule, a monoepoxy compound represented by the above general formula (1), and a bisphenol A type epoxy resin. addition reaction product.

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、上記のように
、エポキシ樹脂(A成分)と、フエノ−ル樹脂(B成分
)と、さらに上記C,DおよびE成分からなる群から選
択された少なくとも一つの成分を用いて得られるもので
あって、通常、粉末状もしくはそれを打錠したタブレッ
ト状になっている。なお、上記「オリゴマー」とは、二
量体も含む意味で用いている。
As mentioned above, the epoxy resin composition used in this invention contains an epoxy resin (component A), a phenolic resin (component B), and at least one member selected from the group consisting of the above-mentioned components C, D, and E. It is obtained using two ingredients and is usually in powder form or tablet form. In addition, the above-mentioned "oligomer" is used to include dimers.

上記A成分となるエポキシ樹脂は、特に制限するもので
はなく、クレゾールノボラック型、フェノールノボラッ
ク型やビスフェノールA型等、従来から半導体装置の封
止樹脂として用いられている各種のエポキシ樹脂があげ
られる。これらの樹脂のなかでも、融点が室温を超えて
おり、室温下では固形状もしくは高粘度の溶液状を呈す
るものを用いることが好結果をもたらす。ノボラック型
エポキシ樹脂としては、通常エポキシ当ff1160〜
250.軟化点50〜130℃のものが用いられ、タレ
ゾールノボラック型エポキシ樹脂としては、エポキシ当
1−iso〜210.軟化点60〜110℃のものが一
般に用いられる。
The epoxy resin serving as the component A is not particularly limited, and various epoxy resins conventionally used as sealing resins for semiconductor devices, such as cresol novolac type, phenol novolac type, and bisphenol A type, can be mentioned. Among these resins, it is preferable to use one that has a melting point above room temperature and is in the form of a solid or highly viscous solution at room temperature. As a novolak type epoxy resin, usually epoxy ff1160~
250. Those having a softening point of 50 to 130° C. are used, and the Talesol novolac type epoxy resin has a softening point of 1-iso to 210° C. per epoxy. Those having a softening point of 60 to 110°C are generally used.

上記エポキシ樹脂と共に用いられる、B成分のフェノー
ル樹脂は、上記エポキシ樹脂の硬化剤として作用するも
のであり、フェノールノボラック、0−クレゾールノボ
ラック、m−クレゾールノボラック、p−クレゾールノ
ボラック、〇−エチルフェノールノボラック、m−エチ
ルフェノールノボラック、p−エチルフェノールノボラ
ック等が好適に用いられる。これらノボラック樹脂は、
軟化点が50〜110℃、水酸基当量が70〜150の
ものを用いることが好ましい。
The phenol resin of component B used together with the above epoxy resin acts as a curing agent for the above epoxy resin, and includes phenol novolak, 0-cresol novolak, m-cresol novolak, p-cresol novolak, and 0-ethylphenol novolak. , m-ethylphenol novolak, p-ethylphenol novolak, etc. are preferably used. These novolak resins are
It is preferable to use one having a softening point of 50 to 110°C and a hydroxyl equivalent of 70 to 150.

上記C成分の、分子内に少なくとも1個のアミノ基を有
するポリジメチルシロキサンオリゴマーとしては、例え
ば模式的に下記の(イ)弐で表される分子鎖の両末端が
第一級アミノ基になっているものや、模式的に下記の(
ロ)式で表されるペンダントとしてアミノ基が含まれて
いるものをあげることができる。
As for the polydimethylsiloxane oligomer having at least one amino group in the molecule, which is the above component C, for example, both ends of the molecular chain schematically represented by (a) 2 below are primary amino groups. The following is a schematic diagram (
(b) Examples include those containing an amino group as a pendant represented by the formula.

(以下余白) 11□N      Nl2 これらのポリジメチルシロキサンオリゴマーは、分子量
、粘度等に関係なく、一般に使用されているものを広く
用いることができる。その−例として、下記の一般式(
ハ)で表されるものがあげられる。
(The following is a blank space) 11□N Nl2 As these polydimethylsiloxane oligomers, commonly used ones can be widely used regardless of molecular weight, viscosity, etc. As an example, the following general formula (
The following can be mentioned.

ほかに、好適なものとして、ポリジメチルシロキサンオ
リゴマーのメチル基を部分的に下記の置換基で置換した
ペンダント型のものがあげられる。
In addition, a pendant type polydimethylsiloxane oligomer in which the methyl groups of the oligomer are partially substituted with the following substituents is also suitable.

〔ただし、X、/y =3/ 1〜500/1)上記ポ
リジメチルシロキサンオリゴマー(C成分)においては
、分子内に存在するアミノ基がエポキシ基と反応しやす
いため、C成分はA成分およびB成分と混合されてエポ
キシ樹脂組成物となり樹脂封止したとき、エポキシ基間
に固定化される。したがって、フリーの状態で存在しエ
ポキシ樹脂硬化物の電気特性を低下させるというような
ことがない。
[However, X, /y = 3/1 to 500/1) In the above polydimethylsiloxane oligomer (component C), the amino group present in the molecule easily reacts with the epoxy group, so the component C is mixed with the component A and When mixed with component B to form an epoxy resin composition and sealed with resin, it is fixed between epoxy groups. Therefore, it does not exist in a free state and deteriorate the electrical properties of the cured epoxy resin.

このようなポリジメチルシロキサンオリゴマーは、公知
の方法で得ることができる。例えば、前記の一般式(ハ
)式で表されるタイプのものは、アミノプロピル末端ジ
シロキサン(化学構造式は後記の式(1)の通り)を用
意し、環状テトラジメチルシロキサン(後記の式(■)
)の平衡化重合により、アミノプロピル(第一級アミン
)末端ポリジメチルシロキサンオリゴマー(後記の式(
%式% Hff CH。
Such a polydimethylsiloxane oligomer can be obtained by a known method. For example, for the type represented by the general formula (c) above, an aminopropyl-terminated disiloxane (the chemical structural formula is as shown in formula (1) below) is prepared, and a cyclic tetradimethylsiloxane (the chemical structure is shown in the formula (1) below) is prepared. (■)
), an aminopropyl (primary amine)-terminated polydimethylsiloxane oligomer (formula (
%Formula% Hff CH.

また、前記の一般式(ニ)式で表されるタイプのものも
、公知の方法で得ることができる。
Moreover, the type represented by the above general formula (d) can also be obtained by a known method.

これらのポリジメチルシロキサンオリゴマーの合成方法
については多くの文献に述べであるが、代表的なものと
して、R,S、バウアー(R,S、Bauer)編エポ
キシレジンケミストリーn、ACSシンポジウムシリー
ズ、 AC3(1983) P21〜54 (Epox
y ResinChemistry II、AC5Sy
mposium−5erfes)があり、詳細に解説さ
れている。
Synthesis methods for these polydimethylsiloxane oligomers are described in many literatures, but a representative one is Epoxy Resin Chemistry n, edited by R.S. Bauer, ACS Symposium Series, AC3 ( 1983) P21-54 (Epox
y ResinChemistry II, AC5Sy
mposium-5erfes) and is explained in detail.

なお、この発明において、C成分のポリジメチルシロキ
サンオリゴマーとしては、前記式(I)で表されるアミ
ノプロピル末端ジシロキサンをそのまま用いることも当
然のことながら可能である。
In this invention, as the polydimethylsiloxane oligomer of component C, it is of course possible to use the aminopropyl-terminated disiloxane represented by the formula (I) as is.

このようなポリジメチルシロキサンオリゴマーは、数平
均分子囲が15000以下が望ましい。
It is desirable that such a polydimethylsiloxane oligomer has a number average molecular radius of 15,000 or less.

上記り成分の、付加反応生成物は、上記C成分と、前記
一般式(I)で表されるモノエポキシ化合物との付加反
応生成物によって得られるものである。C成分について
はすでに述べた通りであり、モノエポキシ化合物につい
ては、例えば下記の化合物を代表例としてあげることが
できる。フェノキシエチルグリシジルエーテル、フェノ
キシテトラエトキシエチルグリシジルエーテル、フェノ
キシペンタエトキシエチルグリシジルエーテル1n−ブ
トキシペンタエトキシエチルグリシジルエーテル。上記
C成分とモノエポキシ化合物との付加反応は、従来公知
の方法に従い両者を混合し所定の温度に加熱することに
より行うことができる。すなわち、反応温度は、一般に
50〜200℃、より好ましくは80〜180℃であり
、反応時間は数分から数十時間の範囲で反応成分に応じ
て適宜に選択して行う。この場合、C成分であるポリジ
メチルシロキサンオリゴマーと、モノエポキシ化合物と
の相互の割合は、〔モノエポキシ化合Th中のエポキシ
基の当量〕/〔ポリジメチルシロキサンのアミノ基の水
素の当量〕比が0.1 / 1〜1/1となるように設
定することが好ましい。すなわち、当世比が0.1 /
 1より小さいとエポキシ樹脂との混合1分散性が充分
でなくなり、反対に当量比が1/1より大きいとエポキ
シ基が過剰になり硬化樹脂の耐熱性が低下するからであ
る。
The addition reaction product of the above components is obtained by the addition reaction product of the above component C and the monoepoxy compound represented by the general formula (I). Component C is as described above, and representative examples of monoepoxy compounds include the following compounds. Phenoxyethyl glycidyl ether, phenoxytetraethoxyethyl glycidyl ether, phenoxypentaethoxyethyl glycidyl ether 1n-butoxypentaethoxyethyl glycidyl ether. The addition reaction between component C and the monoepoxy compound can be carried out by mixing the two and heating the mixture to a predetermined temperature according to a conventionally known method. That is, the reaction temperature is generally 50 to 200°C, more preferably 80 to 180°C, and the reaction time is appropriately selected in the range of several minutes to several tens of hours depending on the reaction components. In this case, the mutual ratio of the polydimethylsiloxane oligomer, which is the C component, and the monoepoxy compound is as follows: [equivalent of epoxy group in monoepoxy compound Th]/[equivalent of hydrogen in amino group of polydimethylsiloxane] It is preferable to set it to 0.1/1 to 1/1. In other words, the current ratio is 0.1 /
If the ratio is less than 1, the dispersibility in mixing with the epoxy resin will not be sufficient, whereas if the equivalent ratio is larger than 1/1, the epoxy groups will be excessive and the heat resistance of the cured resin will decrease.

上記E成分の、付加反応生成物は、前記ポリジメチルシ
ロキサンオリゴマー(C成分)と、モノエポキシ化合物
と、ビスフェノールA型エポキシ樹脂との付加反応によ
って得られるものである。
The addition reaction product of component E is obtained by addition reaction of the polydimethylsiloxane oligomer (component C), a monoepoxy compound, and a bisphenol A epoxy resin.

上記ポリジメチルシロキサンオリゴマーとモノエポキシ
化合物は、すでに説明した通りであり、また、ビスフェ
ノールA型エポキシ樹脂は従来公知のものが用いられ、
付加反応も前記り成分と全く同様にして行われる。この
場合、上記3種の原料の配合割合は、〔モノエポキシ化
合物中のエポキシ基の当量〕+〔ビスフェノールA型エ
ポキシ樹脂中のエポキシ基の当量〕/〔ポリジメチルシ
ロキサンオリゴマー中のアミノ基の水素の当量〕比がo
、 l / i〜1/1となるように設定することが好
ましい。すなわち、当量比が0.1 / 1より小さい
と、後述のエポキシ樹脂との混合1分散性が充分でなく
なり、反対に当量比が1/1より大きいと、エポキシ基
が過剰にな、り樹脂の耐熱性が低下するからである。
The above-mentioned polydimethylsiloxane oligomer and monoepoxy compound are as already explained, and the bisphenol A type epoxy resin used is a conventionally known one,
The addition reaction is also carried out in exactly the same manner as for the above-mentioned components. In this case, the blending ratio of the above three raw materials is [equivalent of epoxy group in monoepoxy compound] + [equivalent of epoxy group in bisphenol A epoxy resin] / [hydrogen of amino group in polydimethylsiloxane oligomer] [equivalent] ratio is o
, l/i to 1/1. That is, if the equivalent ratio is less than 0.1/1, the dispersibility of the mixture with the epoxy resin described below will not be sufficient, and on the other hand, if the equivalent ratio is more than 1/1, the epoxy groups will be excessive and the resin will be This is because the heat resistance of

上記ポリジメチルシロキサンオリゴマー(C成分)は、
充填成分を除いたエポキシ樹脂組成物〔A+B+ (C
,D、Eの少なくとも一つ)〕中に0.5〜50重景%
(以下「%」と略す)含有されるように設定することが
望ましい。すなわち、含有量が上記の範囲を外れると、
充分な低応力化効果が得られず、半導体装置の耐湿信幀
性、電気特性等が低下する傾向がみられるようになるか
らである。
The above polydimethylsiloxane oligomer (component C) is
Epoxy resin composition excluding filler components [A+B+ (C
, D, E)] 0.5-50%
(hereinafter abbreviated as "%") is desirable. In other words, if the content is outside the above range,
This is because a sufficient stress reduction effect cannot be obtained, and the moisture resistance, electrical properties, etc. of the semiconductor device tend to deteriorate.

また、上記り成分の、付加反応生成物は、A成分である
エポキシ樹脂100重量部(以下「部」と略す)に対し
て3〜30部用いることが、低応力化に対する効果の点
で好ましい。同じく、上記E成分の、付加反応生成物も
、A成分であるエポキシ樹脂100部に対して3〜30
部用いることが、低応力化に対する効果の点で好ましい
In addition, it is preferable to use 3 to 30 parts of the addition reaction product of the above-mentioned components based on 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as "parts") of the epoxy resin that is component A, in terms of the effect on reducing stress. . Similarly, the addition reaction product of the component E is also added in an amount of 3 to 30 parts per 100 parts of the epoxy resin that is the component A.
It is preferable to use less than 100% of the total amount of carbon dioxide in terms of the effect of reducing stress.

なお、上記の原料外に、必要に応じて、硬化促進剤が用
いられる。上記硬化促進剤としては、下記の三級アミン
、四級アンモニウム塩、イミダゾール類およびホウ素化
合物を好適な例としてあげることができ、これらを単独
でもしくは併せて用いることができる。
In addition, in addition to the above raw materials, a curing accelerator may be used if necessary. Suitable examples of the curing accelerator include the following tertiary amines, quaternary ammonium salts, imidazoles, and boron compounds, which may be used alone or in combination.

三級アミン トリエタノールアミン、テトラメチルヘキサンジアミン
、トリエチレンジアミン、ジメチルアニリン、ジメチル
アミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、2,4
.6−)IJス(ジメチルアミノメチル)フェノール、
N、No−ジメチルピペラジン、ピリジン、ピコリン、
1,8−ジアザ−ビシクロ(5,4,0)ウンデセン−
7、ベンジルジメチルアミン、2−(ジメチルアミノメ
チル)フェノール 四級アンモニウム塩 ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルト
リメチルアンモニウムクロライド、ベンジルジメチルテ
トラデシルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメ
チルアンモニウムクロライド イミダゾール類 2−メチルイミダゾール、2−ウンデシルイミダゾール
、2−エチルイミダゾール、1−ベンジル−2−メチル
イミダゾール、1−シアノエチル−2−ウンデシルイミ
ダゾールホウ素化合物、リン化合物 テトラフェニルボロン塩類、例えばトリエチレンアミン
テトラフェニルボレート、N−メチルモルホリンテトラ
フェニルボレート、テトラホスホニウムテトラフェニル
ボレート、トリフェニルホスフィン また、必要に応じて、上記の原料以外に、無機質充填材
、三酸化アンチモン、リン系化合物等の難燃剤や顔料、
シランカップリング剤等のカップリング剤、あるいはス
テアリン酸やその金属塩。
Tertiary amine triethanolamine, tetramethylhexanediamine, triethylenediamine, dimethylaniline, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, 2,4
.. 6-) IJs(dimethylaminomethyl)phenol,
N, No-dimethylpiperazine, pyridine, picoline,
1,8-diaza-bicyclo(5,4,0)undecene-
7. Benzyldimethylamine, 2-(dimethylaminomethyl)phenol quaternary ammonium salt dodecyltrimethylammonium chloride, cetyltrimethylammonium chloride, benzyldimethyltetradecylammonium chloride, stearyltrimethylammonium chloride imidazoles 2-methylimidazole, 2-undecyl Imidazole, 2-ethylimidazole, 1-benzyl-2-methylimidazole, 1-cyanoethyl-2-undecylimidazole boron compounds, phosphorus compounds tetraphenylboron salts such as triethyleneamine tetraphenylborate, N-methylmorpholine tetraphenylborate , tetraphosphonium tetraphenylborate, triphenylphosphine. In addition to the above raw materials, inorganic fillers, antimony trioxide, flame retardants such as phosphorus compounds, pigments,
Coupling agents such as silane coupling agents, stearic acid and its metal salts.

ワックス等の離型剤を用いることができる。上記無機質
充填材としては特に限定するものではな(、一般に用い
られる石英ガラス粉末、タルク、シリカ粉末、アルミナ
粉末、クレー、炭酸カルシウム、酸化ジルコニウム、珪
酸ジルコニウム、酸化ベリリウム等が適宜に用いられる
A mold release agent such as wax can be used. The inorganic filler is not particularly limited (generally used quartz glass powder, talc, silica powder, alumina powder, clay, calcium carbonate, zirconium oxide, zirconium silicate, beryllium oxide, etc.) can be used as appropriate.

この発明に用いるエポキシ樹脂組成物は、例えばつぎの
ようにして製造することができる。すなわち、前記A−
E成分と、場合により無機質充填剤、顔料、カップリン
グ剤等その他の添加剤を適宜配合し、この配合物をミキ
シングロール機等の混練機にかけて加熱状態で混練して
溶融混合し、これを室温に冷却したのち公知の手段によ
って粉砕し、必要に応じて打錠するという一連の工程に
より目的とするエポキシ樹脂組成物を得ることができる
The epoxy resin composition used in this invention can be produced, for example, as follows. That is, the above A-
Ingredient E and other additives such as inorganic fillers, pigments, coupling agents, etc. are appropriately blended, and this mixture is kneaded in a heated state using a kneading machine such as a mixing roll machine to melt and mix. The desired epoxy resin composition can be obtained through a series of steps of cooling the mixture, pulverizing it by known means, and, if necessary, compressing it into tablets.

なお、C−E成分については、これらの全てをエポキシ
樹脂組成物に配合する必要はなく、■C成分、D成分、
E成分のいずれか一つ、もしくは■C+D成分、C+E
成分、D→E成分等の組み合わせで配合することができ
る。
Regarding C-E components, it is not necessary to blend all of them into the epoxy resin composition, and ■C component, D component,
Any one of E component, or ■C+D component, C+E
Components, D→E components, etc. can be combined in combination.

このようなエポキシ樹脂組成物を用いての半導体素子の
封止は特に限定するものではなく、通常の方法、例えば
トランスファー成形等の公知のモールド方法により行う
ことができる。
Sealing of a semiconductor element using such an epoxy resin composition is not particularly limited, and can be performed by a conventional method, for example, a known molding method such as transfer molding.

このようにして得られる半導体装置は、上記エポキシ樹
脂組成物の硬化体が、内部応力が低いため、極めて電気
特性および低応力性に優れたものとなる。この低応力性
は、上記C成分、D成分。
The semiconductor device thus obtained has extremely excellent electrical properties and low stress properties because the cured product of the epoxy resin composition has low internal stress. This low stress property is due to the C component and D component mentioned above.

E成分を構成するポリジメチルシロキサンオリゴマーか
ら誘導される5i−0−5i結合部分が、硬化樹脂の分
子骨格中に導入されることにもとづくと考えられる。
This is thought to be based on the fact that the 5i-0-5i bonding moiety derived from the polydimethylsiloxane oligomer constituting component E is introduced into the molecular skeleton of the cured resin.

〔発明の効果〕 この発明の半導体装置は、分子内に少なくとも1個の第
一級または第二級アミノ基を有するポリジメチルシロキ
サンオリゴマーおよび/またはその付加反応生成物を含
む特殊なエポキシ樹脂組成物を用いて封止されており、
その封止プラスチックパッケージが、従来のエポキシ樹
脂組成物製のものとは異なるため、内部応力が小さく、
また電気特性等が高く、信頼度の極めて高いものである
。特に、上記特殊なエポキシ樹脂組成物による封止によ
り、8ビン以上特に16ピン以」=、もしくはチップの
長辺が4鶴以上の大形の半導体装置において、上記のよ
うな高信虻度が得られるようになるのであり、これが大
きな特徴である。
[Effects of the Invention] The semiconductor device of the present invention uses a special epoxy resin composition containing a polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule and/or an addition reaction product thereof. It is sealed using
The sealed plastic package is different from conventional epoxy resin compositions, so it has low internal stress.
It also has excellent electrical characteristics and is extremely reliable. In particular, by sealing with the above-mentioned special epoxy resin composition, high reliability as described above can be achieved in large semiconductor devices with 8 pins or more, especially 16 pins or more, or chips with long sides of 4 or more. This is a major feature.

つぎに、実施例について説明する。Next, examples will be described.

まず、以下のようにしてC〜E成分を準備した。First, components C to E were prepared as follows.

くC成分の準備〉 C成分として第1表に示す6種類のポリジメチルシロキ
サンオリゴマーを準備し7た。
Preparation of Component C> Six types of polydimethylsiloxane oligomers shown in Table 1 were prepared as component C.

(以下余白) くD成分の準備〉 攪拌機、温度計、リフラックスコンデンサーを備えたフ
ラスコ中に、上記C■を100部とフェノキシテトラエ
トキシエチルグリシジルエーテル10部とを投入し、窒
素ガス気流下150°Cで8時間反応を進めることによ
り付加反応生成物である透明な高粘度液体D■を得た。
(Leave below) Preparation of component D> Into a flask equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux condenser, 100 parts of the above C■ and 10 parts of phenoxytetraethoxyethyl glycidyl ether were charged, and the mixture was heated for 150 minutes under a nitrogen gas stream. By proceeding with the reaction for 8 hours at °C, a transparent high viscosity liquid D■, which is an addition reaction product, was obtained.

また、上記C■に代えてC■を用い、C■を100部と
フェノキシジェトキシエチルグリう/ジルエーテル15
部とを投入し、窒素ガス気流下・ジオキサンを還流しな
がら、150℃で20時間反応を進め、他の付加反応生
成物である透明な高粘度液体D■を得た。
In addition, C■ is used in place of the above C■, and C■ is mixed with 100 parts of phenoxyjethoxyethyl glycol/dyl ether 15
The reaction was continued at 150° C. for 20 hours under a nitrogen gas stream and while refluxing dioxane to obtain another addition reaction product, a transparent high-viscosity liquid D■.

さらに、上記C■に代え、てC■を用い、C■を100
部とフェノキシジェトキシエチルグリシジルエーテル2
0部とを投入し、窒素ガス気流下150℃で10時間反
応を進め、さらに他の付加反応生成物である透明な高粘
度液体D■を得た。
Furthermore, instead of C■ above, use C■, and set C■ to 100
Part and phenoxyjethoxyethyl glycidyl ether 2
0 parts were added, and the reaction was allowed to proceed for 10 hours at 150° C. under a nitrogen gas flow, to obtain another addition reaction product, a transparent high-viscosity liquid D■.

くE成分の準備〉 上記D■の作製と全く同様にして付加反応生成物D1を
得たのち、この反応生成物にエピコート828 (シェ
ル化学社’JJ 、  ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、エポキシ当量184〜194)2;9部を添加し、
さらに150°Cで5時間反応を進め、粘稠な付加反応
生成物E■を得た。
Preparation of Component E> After obtaining the addition reaction product D1 in exactly the same manner as in the preparation of D above, this reaction product was treated with Epicoat 828 (Shell Chemical Co., Ltd.'JJ, bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent: 184~ 194) 2; Add 9 parts,
The reaction was further continued at 150°C for 5 hours to obtain a viscous addition reaction product E■.

また、上記D■の作製と全く同様にして付加反応生成物
D3を得たのち、この反応生成物にエピコート1004
  (シェル化学社製、ビスフェノールA型エポキシ樹
脂、エポキシ当量875〜975)10部を添加し、さ
らに150℃で5時間反応を進め、他の付加反応生成物
E■を得た。
Further, after obtaining addition reaction product D3 in exactly the same manner as in the preparation of D
(manufactured by Shell Chemical Co., Ltd., bisphenol A type epoxy resin, epoxy equivalent: 875-975) was added, and the reaction was further allowed to proceed at 150° C. for 5 hours to obtain another addition reaction product E2.

〔実施例1〜15〕 上記のようにして半歯したC〜E成分を用い、つぎのよ
うにしてエポキシ樹脂組成物をつくった。すなわち、エ
ポキシ櫂脂を150〜160℃に加熱した攪拌ミキサー
に入れて溶融し、これに後記の第2表に従い、上記C−
E成分を添加し、60分間撹拌した。そして、この混融
物をバット等に取り出し冷却固化した後、111以下の
粒子に粉砕し、ついでこの粉砕物と他の原料を第2表に
従つて配合し、ミキシングロール機(ロール温度80〜
90℃)で10分間溶融混練を行い冷却固化後粉砕し、
目的とする粉末状のエポキシ樹脂組成物を得た。
[Examples 1 to 15] Epoxy resin compositions were prepared in the following manner using the components C to E which were half-coated as described above. That is, epoxy paddle fat is melted by placing it in a stirring mixer heated to 150 to 160°C, and according to Table 2 below, the above C-
Component E was added and stirred for 60 minutes. Then, this mixed melt is taken out into a vat, etc., cooled and solidified, and then pulverized into particles of 111 or less. Next, this pulverized material and other raw materials are blended according to Table 2, and mixed using a mixing roll machine (roll temperature 80~
Melt and knead at 90°C for 10 minutes, cool and solidify, then crush.
The desired powdered epoxy resin composition was obtained.

(以下余白) 〔従来例〕 下記の第3表に示す原料を用い、これらの原料をミキシ
ングロール機で10分間混練し、得られたシート状組成
物を用い、実施例1〜14と同様にして粉末状のエポキ
シ樹脂組成物を得た。
(The following is a blank space) [Conventional example] Using the raw materials shown in Table 3 below, these raw materials were kneaded for 10 minutes with a mixing roll machine, and the obtained sheet-like composition was used in the same manner as in Examples 1 to 14. A powdered epoxy resin composition was obtained.

*1 、 *2 :第2表と同じ 以上の実施例および従来例によって得られた粉末状のエ
ポキシ樹脂組成物を用い、半導体素子をトランスファー
成形でモールドすることにより半導体装置を得た。この
ようにして得られた半導体装置について、ピエゾ抵抗に
よる内部応力2曲げ弾性率、−50°c15分〜150
℃15分の2000回の温度サイクルテスト(以下rT
CTテスト」と略す)等の測定を行った。その結果を下
記の第4表に示した。なお、ガラス転移温度(Tg)は
粘弾性性質のTanδのピークを示す温度を示した。
*1, *2: Semiconductor devices were obtained by molding semiconductor elements by transfer molding using the powdered epoxy resin compositions obtained in the above examples and conventional examples as shown in Table 2. Regarding the semiconductor device obtained in this way, internal stress due to piezo resistance 2 bending elastic modulus, -50°C 15 minutes to 150°C
Temperature cycle test of 2000 times for 15 minutes at °C (rT
CT test (abbreviated as “CT test”) was performed. The results are shown in Table 4 below. Note that the glass transition temperature (Tg) is the temperature at which the peak of Tan δ, which is a viscoelastic property, is reached.

(以下余白) 第4表の結果から、実施測高は従来品に比べてそのプラ
スチックパッケージの内部応力が小さく、TCTテスト
による結果も良好であることがわかる。
(The following is a margin.) From the results in Table 4, it can be seen that the internal stress of the plastic package is smaller than that of the conventional product, and the results of the TCT test are also good.

なお、実施測高であるエポキシ樹脂組成物中におけるポ
リジメチルシロキサンオリゴマーの存在は赤外吸収スペ
クトル法(IR)による分析で確認することができる。
The presence of polydimethylsiloxane oligomers in the epoxy resin composition measured can be confirmed by infrared absorption spectroscopy (IR) analysis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記の(A)および(B)成分を含有し、さらに
、(C)、(D)および(E)成分からなる群から選択
された少なくとも一つの成分を含有しているエポキシ樹
脂組成物を用いて半導体素子を封止してなる半導体装置
。 (A)エポキシ樹脂。 (B)フェノール樹脂。 (C)分子内に少なくとも1個の第一級または第二級ア
ミノ基を有するポリジメチ ルシロキサンオリゴマー。 (D)分子内に少なくとも1個の第一級または第二級ア
ミノ基を有するポリジメチ ルシロキサンオリゴマーと、下記の一 般式(1)で表されるモノエポキシ化 合物との付加反応生成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・(1) 式(1)において、Rはアルキル基もし くはアリール基を示し、nは1〜10の 整数を示す。 (E)分子内に少なくとも1個の第一級または第二級ア
ミノ基を有するポリジメチ ルシロキサンオリゴマーと、上記の一 般式(1)で表されるモノエポキシ化 合物と、ビスフェノールA型エポキシ 樹脂との付加反応生成物。
(1) An epoxy resin composition containing the following components (A) and (B), and further containing at least one component selected from the group consisting of components (C), (D), and (E). A semiconductor device that uses a material to seal a semiconductor element. (A) Epoxy resin. (B) Phenol resin. (C) A polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule. (D) An addition reaction product of a polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule and a monoepoxy compound represented by the following general formula (1). ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(1) In formula (1), R represents an alkyl group or an aryl group, and n represents an integer from 1 to 10. (E) A polydimethylsiloxane oligomer having at least one primary or secondary amino group in the molecule, a monoepoxy compound represented by the above general formula (1), and a bisphenol A type epoxy resin. Addition reaction product.
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